Введение

Кингпин (также королевский штифт, королевский штифт и к-штифт) — главный поворотный элемент рулевого механизма автомобиля или другого транспортного средства. Этот термин также используется для обозначения части сцепного устройства пятого колеса для седельного тягача и его полуприцепа или другого груза.

История

Первоначально, с поворотным рулевым управлением конных повозок, это был единый штифт, на котором вращалась подвижная ось под рамой повозки. Он фиксировал ось по бокам, но вес повозки приходился на круговую деревянную поворотную платформу, окружавшую его. Аналогичное центральное поворотное рулевое управление использовалось в паровых тягачах, где главный штифт крепился к "перчевому кронштейну" под котлом. Некоторые ранние автомобили также использовали центральное поворотное рулевое управление, однако стало очевидно, что оно не подходит для их возрастающей скорости. Рулевое управление Аккерманом разделяет движение руля на два поворота, по одному вблизи ступицы каждого переднего колеса. Балка оси между ними остается неподвижной относительно шасси, соединенной подвеской. Рулевое управление Аккерманом имеет два преимущества: оно снижает износ шин, устраняя необходимость в боковом проскальзывании шин при повороте, а также уменьшает влияние неровностей дороги и подвески на направление руля. Теперь шкворня фиксировались на концах осей, а поворотные кулаки вращались на них. Чаще всего центр шкворня фиксировался в оси, а поворотный кулак имел вилочную конструкцию для установки на него, но некоторые транспортные средства, включая Ford Model T, использовали вилочную ось и шкворень, закрепленный в цельном поворотном кулаке. Шкворни всегда зажимались в центре, а поворотные подшипники – на концах, для увеличения плеча рычага и, следовательно, снижения нагрузки на подшипник. Независимая передняя подвеска, разработанная в 1930-х годах, по крайней мере для автомобилей с высокими характеристиками, часто использовала подвеску типа "двойной поперечный рычаг". Эта производительность также способствовала снижению массы не подвешенных элементов. Вместо использования отдельных шкворней для движения подвески вверх и вниз и для поворота рулевого управления, использование сферического шарового соединения, способного перемещаться в двух степенях свободы, позволило одному и тому же соединению выполнять обе функции. Поворотный кулак простирался вертикально, охватывая концы обоих поперечных рычагов, с шаровым соединением на каждом конце. В 1950-х и 1960-х годах такая независимая подвеска стала распространенной в легковых автомобилях всех ценовых категорий. Хотя шкворень больше не был идентифицируемым физическим компонентом, геометрия подвески по-прежнему проектировалась с учетом виртуального шкворня, расположенного на линии между центрами шаровых соединений. Несмотря на то, что они в значительной степени устарели, шкворневые подвески обладают преимуществом способности выдерживать значительно большие нагрузки, поэтому они все еще используются в некоторых тяжелых грузовиках. Dana производила шкворневую версию оси D60 до 1991 года. (Функционально аналогичный, похожий по внешнему виду и очень прочный шарнир между шасси и стрелой экскаватора, однако, называется "королевской стойкой".) Передний стержень полуприцепа для соединения с пятым колесом тягача также известен как шкворень, что аналогично его первоначальному использованию в рулевом управлении конных повозок и тягачей.